GCN2は、GCN4翻訳を介してグルコース刺激またはUV放射に応答してGCN4活性化を媒介します

哺乳類細胞では、AP-1ファミリーの転写因子は、UV放射などのストレス信号、または成長因子などのマイトジェンシグナルによって活性化されます。ここでは、酵母Saccharomyces cerevisiaeにも同様の状況が存在することを示します。紫外線やアミノ酸の飢ationなどのストレスシグナルによって活性化されることが知られているAP-1転写活性化因子GCN4も、グルコースなどの成長刺激によって誘導されます。グルコース依存性GCN4の活性化がRAS/cAMP経路を介して媒介されることを示します。この経路は、UV依存性GCN4活性化の原因でもありますが、アミノ酸飢vによるGCN4活性化には関与していません。したがって、Rasを介した矛盾する刺激によるマイトジェン経路とAP-1因子の活性化の異常な現象は、酵母から哺乳類まで保存されています。また、グルコースとUVによるGCN4の活性化にはGCN2活性が必要であることも示しています。ただし、アミノ酸の飢vationにおけるその役割とは対照的に、GCN2はグルコースまたはUVに応答したGCN4 mRNAのeIF2alphaリン酸化または翻訳を増加させません。これらの発見は、GCN2の新しい作用メカニズムを示唆しています。RAS/cAMP経路を介してグルコースに応じてGCN4が活性化されるという発見は、このカスケードがグルコース代謝をアミノ酸とプリン生合成と調整し、それにより細胞サイクルの継続のためにエネルギーと必須のビルディングブロックの両方の可用性を保証することを示唆しています。

In mammalian cells transcription factors of the AP-1 family are activated by either stress signals such as UV radiation, or mitogenic signals such as growth factors. Here we show that a similar situation exists in the yeast Saccharomyces cerevisiae. The AP-1 transcriptional activator Gcn4, known to be activated by stress signals such as UV radiation and amino acids starvation, is also induced by growth stimulation such as glucose. We show that glucose-dependent Gcn4 activation is mediated through the Ras/cAMP pathway. This pathway is also responsible for UV-dependent Gcn4 activation but is not involved in Gcn4 activation by amino acid starvation. Thus, the unusual phenomenon of activation of mitogenic pathways and AP-1 factors by contradictory stimuli through Ras is conserved from yeast to mammals. We also show that activation of Gcn4 by glucose and UV requires Gcn2 activity. However, in contrast to its role in amino acid starvation, Gcn2 does not increase eIF2alpha phosphorylation or translation of GCN4 mRNA in response to glucose or UV. These findings suggest a novel mechanism of action for Gcn2. The finding that Gcn4 is activated in response to glucose via the Ras/cAMP pathway suggests that this cascade coordinates glucose metabolism with amino acids and purine biosynthesis and thereby ensures availability of both energy and essential building blocks for continuation of the cell cycle.